本研究以红富士芽变为试验材料,新红1号和长富2号为对照材料,通过对这3份供试材料的生物学特性、叶片解剖结构和光合作用等多方面的指标进行测定和比较,以明确该红富士芽变的优良特性,再利用ISSR分子标记技术对芽变苹果进行鉴定,对13份供试样品构建ISSR指纹图谱,进行亲缘关系分析和鉴定,为新品种的审定奠定可靠的理论依据。主要研究结果如下:(1)芽变优系的物候期与新红1号、长富2号基本一致;节间长度变短、叶面积增加,与长富2号存在极显著性差异;短枝性状的表现与新红1号基本一致,短枝特征明显。芽变优系的单果重271.02 g、可溶性固形物含量18.66%、可溶性糖含量13.73%等指标都优于长富2号和新红1号。综合分析认为芽变优系短枝性状突出,表现出易成花、坐果率高、品质优良等特点,是一个综合性状优良的短枝条红型的变异材料。(2)从花粉超微结构各指标测定结果可看出,其中芽变优系的花粉粒最大,极轴长和赤道轴长都极显著大于长富2号,其次是新红1号,最小的是长富2号。3份试验材料的花粉壁纹饰也存在一些差别,芽变优系的孔径最小、数量最少且不明显;新红1号孔径大小一般、数量较多且有回旋状纹饰;长富2号孔径大、数量最多且分布较密。其中长枝型品种长富2号的P/E值大于短枝型品种芽变优系和新红1号,3份供试材料的花粉纹饰各有特点,揭示了可以将花粉形态的扫描作为这3份供试材料的鉴别依据。(3)长富2号在授粉10 h后大部分花粉粒在柱头上萌发,48 h后花粉管伸入花柱的1/4处,72 h后花粉管伸入花柱中部,并在120 h后抵达花柱基部;芽变优系和新红1号花粉管生长动态相似,分别于6 h和8 h花粉粒达到最大萌发量,48 h后分别伸长到花柱的1/2处和1/3处,96 h后大部分花粉管穿过花柱基部并进入子房室。表明在相同外界条件下长枝型品种长富2号的花粉萌发和花粉管生长速度比短枝型品种芽变优系和新红1号缓慢。(4)3份试验材料叶片的解剖结构存在一定程度的差异,芽变优系和新红1号的栅栏组织发达、海绵组织和叶片厚,极显著高于长富2号。利用隶属函数法对8个指标进行综合评价,得到了3份供试材料的抗旱性由强到弱的顺序依次为新红1号>芽变优系>长富2号。综合分析表明了芽变优系具有栅栏组织发达、叶片和海绵组织厚等短枝型苹果的特征,同时表明该短枝型品种芽变优系的抗旱能力强于长枝型品种长富2号。(5)3份试验材料的Pn日变化均呈现出典型的“双峰型”曲线,表现出明显的“午休”现象,新红1号与芽变优系的Pn日平均值分别比长富2号高26.37%和27.34%,且新红1号与芽变优系各时间段的Pn值大于长富2号,表明短枝型品种芽变优系和新红1号具有较高的光合能力;WUE日变化均呈“单谷型”曲线,3份供试材料的WUE日变化平均值大小排序为:新红1号>芽变优系>长富2号,表明短枝型品种新红1号和芽变优系的抗旱能力强于长枝型品种长富2号。(6)从已筛选出的25个ISSR引物中挑选出3个多态性高、重复性好的引物,分别为UBC846、UBC881、UBC899,共在57个位点扩增出条带,其中50个为多态性位点,平均多态性位点百分率达到86.11%。本研究利用3条多态性ISSR引物构建出的数字化指纹能够有效地区分出所有供试材料,同时建立了芽变优系和12个苹果品种的亲缘关系聚类图,这13份供试材料的相似系数变化范围在0.67-0.82之间,其中芽变优系和长富2号的遗传相似系数最高为0.82,表明其亲缘关系较近。